Dominando Impedância Controlada: Técnicas Essenciais para Projeto de PCB Confiável

31 de agosto de 2018

Miniaturização é tendência quente na indústria de PCB. Grande demanda por PCBs compactos e rápidos. Embora vantajosos em muitos dispositivos, há componentes nestes PCBs rápidos que podem não funcionar como esperado, levando a falhas. Fabricantes sabem a importância de desacelerar certos circuitos para permitir funcionamento específico. É aqui que a impedância controlada ajuda. O que é? Qual importância? Fatores determinantes? Onde usada? Estas perguntas estão em sua mente? Este post responde todas.

Introdução à Impedância Controlada

Para entender impedância controlada, importe entender impedância. Definida apenas para circuitos de alta frequência. Combinação de indutância e capacitância do circuito. Valor varia entre dois pontos se não controlado. Em altas frequências, trilhas de PCI não se comportam como esperado, qualidade de sinais degrada em vários pontos. Impedância controlada garante propagação eficiente de sinais, sem perturbação e distorção. Impedância (Zo) é característica AC, medida em Ohms (Ω). Valor alvo: 25 Ω - 125 Ω.

Fatores que Determinam a Impedância Controlada

Impedância de trilha de PCI é determinada por resistência, reatância capacitiva e condutância. O que contribui? Elementos como dimensões físicas da trilha, espessura do dielétrico e constante dielétrica do material do substrato. Valor decidido por:

• Espessura e largura do traço de sinal de cobre no topo e base
• Constante dielétrica do material prepreg e core
• Espessura do prepreg e core em ambos os lados do traço de cobre
• Distância do traço de outras características de cobre

Tipos de Impedância Controlada

Impedância característica é tipo mais comum. Outros tipos importantes:

• Impedância de entrada
• Impedância de imagem
• Impedância de onda

Aplicações Típicas de Impedância Controlada

Considerada ideal para aplicações digitais de alta frequência:

• Comunicações RF
• Vídeos Analógicos de Alta Qualidade
• Computação acima de 100 MHz
• Equipamentos de Telecomunicações
• Amplificadores de Baixo Ruído

Erros Comuns de Fabricação a Evitar em Circuitos com Impedância Controlada

Erros comuns a evitar:

• Descompasso de Comprimento: Descompassos entre pares diferenciais levam a distorção de sinal e aumentam taxas de erro. Comprimentos devem ser iguais dentro de +/-5 mils. Extremidades descompassadas podem ser fechadas com roteamento serpentina.
• Trilhas sem Planos de Referência de Terra: Sinais de alta velocidade devem ser roteados na camada superior ou inferior, com plano de terra completo nas camadas adjacentes. Impedância pode subir se não houver planos adjacentes.
• Múltiplos Tipos de Prepregs: Melhor evitar mais de três tipos de prepregs. Cuidado para manter espessura dielétrica abaixo de 10 mils. Prepregs com alto vidro e baixa resina devem ser evitados.

Tudo isso significa: considere comprar placas de impedância controlada apenas de fabricantes confiáveis e experientes. Creative Hi-Tech é um dos populares fabricantes de placas de circuito com impedância controlada nos EUA.